無線通信技術(shù)的應(yīng)用研究目錄TOC\o"1-3"\h\u164881無線通信簡介 無線通信簡介1.1無線通信的概念無線通信（RadioCommunication）最早是相對于有線通信的一個概念，和有線通信通過線纜等介質(zhì)傳遞信號不同，無線通信利用電磁波的輻射和傳播，不需要任何介質(zhì)，經(jīng)過空間就可以達(dá)到傳輸信息的目的。通信領(lǐng)域中，在近現(xiàn)代以來，尤其是二戰(zhàn)后，無線通信是發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的通信技術(shù)，正因為如此，無線通信受到科技界的普遍關(guān)注，公眾也對其充滿了期待。無論是在發(fā)達(dá)國家還是發(fā)展中國家，手機已經(jīng)成為人人所必需的通信工具，許多學(xué)校、企業(yè)也建立了局域無線網(wǎng)絡(luò)，無線通信已經(jīng)成為人們工作生活中必不可少的技術(shù)之一。1.2無線通信的發(fā)展歷程與特點1.2.1無線通信的發(fā)展歷程無線通信的鼻祖可以追溯到遠(yuǎn)古時期，人們在戰(zhàn)爭時應(yīng)用狼煙、火炬、手語或旗語等傳輸信息，為了傳輸更加復(fù)雜的信號，人們試圖設(shè)計多重信號組合而成的復(fù)雜信號。直到1838年，塞繆爾·摩爾斯發(fā)明了無線電報，通過摩斯碼來傳遞信息，這是真正意義上的無線通信技術(shù)，但是無線電報局限性很大，傳遞信息量少、效率低的缺點非常明顯。幾十年之后，電話取代了電報成為了通信的主力軍，1895年，馬可尼首次從英國懷特島到30km之外海上的一條船成功地進行了無線通信的測試，現(xiàn)代意義上無線通信的里程碑從此誕生。無線通信技術(shù)的起步是在20世紀(jì)20年代到50年代，其主要采用短波頻的傳送方法和電子管技術(shù)，涉及的范圍主要是在軍用以及海洋船艦上的通信上。無線通信技術(shù)的發(fā)展階段主要是從20世紀(jì)50年代到90年代中期。起初對它的應(yīng)用都是在電話系統(tǒng)、電報系統(tǒng)中，逐漸向半導(dǎo)體過渡。無線通信具有很多的優(yōu)點，替代了以往的固定電話無線通信系統(tǒng)。進入本世紀(jì)以來，隨著現(xiàn)代電子信息技術(shù)的不斷發(fā)展，無線通信被賦予更多的高科技技術(shù)，效率和使用方式都有了質(zhì)的變化。1.2.2無線通信的特點在無線通信技術(shù)應(yīng)用的過程中，其受到空間和時間的限制比較小。尤其是在最近的發(fā)展歷程中，我國無線通信技術(shù)主要表現(xiàn)為兩方面的特征：①公眾移動通信用戶的數(shù)量呈現(xiàn)持續(xù)增長趨勢。與其他發(fā)展中國家比較而言，我國的移動用戶數(shù)量增加幅度是非常驚人的，移動通信越來越普及，從而使與之相關(guān)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和增值業(yè)務(wù)也得到了發(fā)展，為運營商提供了更多的利潤。②無線通信技術(shù)更新?lián)Q代的速度非?？?。鑒于無線通信自身存在一些問題，加上用戶量激增，引發(fā)了大量的問題。此外，對于無線通信技術(shù)，人們也給予了越來越多的要求。在無線通信領(lǐng)域，新技術(shù)得到了研發(fā)，有效促進了無線通信技術(shù)的發(fā)展。2無線通信技術(shù)在生活中的具體應(yīng)用2.1無線通信技術(shù)在消防滅火救援中的應(yīng)用2.1.1實現(xiàn)實時監(jiān)控調(diào)度在消防滅火救援工作前，消防隊伍較為關(guān)心的是消防車輛的具體行駛情況，是否會發(fā)生擁堵，或者水箱是否處于正常狀態(tài)，而運用無線通信技術(shù)有利于消防指揮部門對車輛的出動救援情況進行監(jiān)控，為救火車輛調(diào)度提供行車軌跡，避免擁堵。另外，隨著城市化進程不斷加快，城市間高樓林立，增加了有效通信使用的難度，而運用無線通信技術(shù)，可在中國電信、中國移動以及中國聯(lián)通等運營商基礎(chǔ)上，對火災(zāi)高危單位和樓宇進行實時監(jiān)控調(diào)度，依據(jù)靜止與動態(tài)圖像的傳輸需要來調(diào)整，為消防隊伍監(jiān)控分析提供全面的作戰(zhàn)信息。2.1.2建立現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)連接由于消防滅火救援工作自身的特殊性，消防救援對象的時間、火情和地點具有較強的可變性。要想在較短的時間內(nèi)控制火勢蔓延和救出被困人員，消防人員必須運用無線通信技術(shù)將火災(zāi)現(xiàn)場和指揮中心的通訊信號連接起來，實時接收火災(zāi)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)信號，并將其反饋給指揮中心，為開展消防滅火救援指揮工作提供依據(jù)，保證工作有序開展。例如，在消防滅火救援任務(wù)中，運用4G無線通信技術(shù)建立現(xiàn)場網(wǎng)絡(luò)連接，消防指揮部門、通信人員可隨時和指揮調(diào)度中心保持良好的通信聯(lián)系，在PDA與智能移動終端上及時匯報火災(zāi)現(xiàn)場的火情進展、各指揮員發(fā)布的救災(zāi)行動和各消防車輛到場營救的進展，方便消防指揮調(diào)度中心在不在現(xiàn)場的情況下，實時了解火災(zāi)現(xiàn)場的動態(tài)。另外，在火災(zāi)現(xiàn)場，指揮中心和現(xiàn)場火災(zāi)指揮人員可實時傳遞現(xiàn)場建筑物圖紙，從數(shù)據(jù)庫中調(diào)取現(xiàn)場受災(zāi)的建筑平面圖、內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖和立體圖，然后借助4G無線通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傳送給現(xiàn)場指揮人員，方便救援人員及時掌握建筑物的情況，展開有效的消防滅火救援活動。2.1.3傳輸火災(zāi)現(xiàn)場圖像隨著無線通信技術(shù)的迅速發(fā)展與普及，為國內(nèi)火災(zāi)事故現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集與傳輸提供了技術(shù)支撐。國內(nèi)許多地方的指揮中心均以圖像信息傳輸為主，將無線通信圖像傳輸系統(tǒng)運用到實戰(zhàn)中，取得了明顯的成果，方便各個指揮中心與指揮人員掌握火災(zāi)現(xiàn)場的動態(tài)救援情況與動態(tài)圖像，并針對現(xiàn)場的具體情況來調(diào)整救援活動，保證火災(zāi)救援工作順利開展。此外，利用無線通信網(wǎng)絡(luò)圖像傳輸系統(tǒng)，可有效解決圖像信息傳輸?shù)膯栴}，確?；馂?zāi)事故現(xiàn)場圖像信息得到實時采集與傳輸，提升處理突發(fā)事件快和能力，避免突發(fā)事件失控與范圍擴大，從而降低了人員傷亡與財產(chǎn)損失。例如，在消防滅火救援中，為了將現(xiàn)場內(nèi)部的情況及時傳送到指揮中心，需將無線通信技術(shù)靈活運用到火災(zāi)救援工作中，建立火災(zāi)圖像傳輸系統(tǒng)，將火場圖像以MPEG1、H.263、MPEG4和H.261等壓縮格式傳輸?shù)揭苿油ㄐ胖笓]中心，保證在較低速率下能夠傳輸高清晰度的圖像，方便指揮系統(tǒng)中心及時了解火災(zāi)現(xiàn)場內(nèi)部情況，確保消防滅火救援工作有序開展。2.2無線通信技術(shù)在井下信號傳輸?shù)南拗萍皯?yīng)用2.2.1井下信號傳輸?shù)南拗凭氯藛T精確定位技術(shù)的關(guān)鍵就是井下操作人員的定位。當(dāng)前技術(shù)中，采用的通用定位技術(shù)具有局限性，只是采用區(qū)域化的定位技術(shù)，這類技術(shù)定位的精度是由定位基站的密度分布決定的，所以基站的定位是關(guān)鍵，這樣才能實現(xiàn)人員的精確定位。井下實施精確定位的難點在于井下的特點。由于在井下的移動通信環(huán)境會受巷道的影響。井下巷道的特點是具有縱向、彎道和分支的有限空間。在井下進行通信時，通常情況下會在巷道內(nèi)沿著巷道的方向進行縱向傳輸。所以這個特點決定了井下通信的特殊性，由于巷道壁的吸收作用，電磁波會產(chǎn)生反射和折射現(xiàn)象，無線電波的傳輸因此受到了極大的限制。在當(dāng)前技術(shù)領(lǐng)域，對于井下巷道的無線傳播應(yīng)用主要技術(shù)集中分析波模傳播規(guī)律，通常的方式是將巷道簡化后，然后再考慮特殊情況的影響作用。但是由于井下的作業(yè)環(huán)境非常特殊，由于地表的深處，工作面的局限性又不同于地面上的開放空間，信號傳輸受到的干擾容易增大，會產(chǎn)生多徑效應(yīng)。所以可以采用波模特性的定位技術(shù)，應(yīng)用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行信號的轉(zhuǎn)輸。2.2.2無線技術(shù)在井下作業(yè)中的應(yīng)用當(dāng)前，基于組網(wǎng)類的通信數(shù)字化技術(shù)相對比較成熟，可以應(yīng)用于井下的通信。這類技術(shù)通過計算機系統(tǒng)完成人員的定位和安全監(jiān)控。通過系統(tǒng)的服務(wù)器可以對井下現(xiàn)場施工的人員實施準(zhǔn)確地定位和管理，系統(tǒng)可與操作人員所攜帶的智能終端設(shè)備之間進行數(shù)據(jù)的傳輸。利用數(shù)字化的服務(wù)器軟件可以對井下工作人員的分布情況進行實時的監(jiān)控和調(diào)度，還可以對可能存在的危險和安全隱患做出一個相對比較精準(zhǔn)的預(yù)判和報警，從而井上的管理人員可以對井下的安全生產(chǎn)狀況有一個全方位的掌握。當(dāng)前，應(yīng)用無線定位技術(shù)有效解決了井下特定空間內(nèi)人員和設(shè)備的定位問題，確保了井下生產(chǎn)的穩(wěn)定狀態(tài)和人員的安全狀態(tài)。當(dāng)前，各種先進的無線通信技術(shù)已經(jīng)在井下廣泛應(yīng)用。由于近些年來井下的安全生產(chǎn)事故常常出現(xiàn)，所以需要采取必要技術(shù)手段解決井下的安全問題。在目前的技術(shù)發(fā)展中，井下的無線通信技術(shù)已相對成熟，可以實現(xiàn)各類管理人員和一線操作人員以及井下生產(chǎn)指揮人員之間的通信聯(lián)系。如果井下有突發(fā)情況產(chǎn)生時，借助無線通信技術(shù)可以很快地通知相關(guān)的人員，便以快速組織人員進行處理。此外，在日常管理中，借助無線通信技術(shù)增強了井下安全生產(chǎn)管理，對于井下作業(yè)人員的現(xiàn)場情況可以及時掌握，可以隨時了解有關(guān)安全生產(chǎn)方面的信息。2.2.3井下無線通信系統(tǒng)建立的前提井下無線通信系統(tǒng)的建立要通過有線網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)的，在有線網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上對無線網(wǎng)絡(luò)進行了延伸?？梢栽诰碌牟煌赜蛟O(shè)立相應(yīng)的基站，將無線局域網(wǎng)的通信信號覆蓋到井下的相應(yīng)區(qū)域，利用礦用手持終端實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的接入。此系統(tǒng)的功能強大，可以實現(xiàn)群呼或組呼。井上對井下語音得以調(diào)度，井下對井上的信息反饋可以同步進行。當(dāng)井下需要進行應(yīng)急救援時，或者發(fā)生了緊急情況，通過無線通信系統(tǒng)可以迅速和井下的現(xiàn)場人員進行聯(lián)系。井下人員由于可以在很短的時間內(nèi)收出求助信息，并通過井上人員的指揮，進行必要的應(yīng)急處理或組織撤離，可以最大限度地降低人員的傷亡，井下人員的安全可以得到有效保證。在日常井下作業(yè)中，通過無線通信系統(tǒng)可以完成生產(chǎn)的調(diào)度、人員的管理、安全生產(chǎn)情況的反饋等，這可以更好地保證井下的安全生產(chǎn)。井下高效暢通的信息通信是保證安全生產(chǎn)和確保人員安全的關(guān)鍵因素之一。井下通信系統(tǒng)的開發(fā)，要掌握電磁波在巷道中的傳播方式和傳播特點；通信方式要滿足井下的工況條件，并且對安全生產(chǎn)不會產(chǎn)生任何的影響；還要保證使用方便，適合井下人員的使用。當(dāng)前，無線通信系統(tǒng)已經(jīng)成熟，可以廣泛應(yīng)用于礦山井下、地鐵線路和各類隧道中。井下的作業(yè)空間非常狹小，并且巷道的構(gòu)造比較復(fù)雜，作業(yè)環(huán)境也相對特殊，這種情況造成了在地面上應(yīng)用很成熟的通信方式和通信技術(shù)在井下無法使用。當(dāng)前一些特殊的無線傳輸技術(shù)很好地解決了井下特殊環(huán)境中的人員通信問題?，F(xiàn)在3種技術(shù)可用于井下的無線通信。（1）采用足夠低的發(fā)射頻率，電波可以在巖層中進行傳播，即低頻式導(dǎo)引化通信方式；（2）利用特殊材料的導(dǎo)體或電纜來建立通信，可以稱為電纜通信方式；（3）采用足夠高的頻率，借助通道的波導(dǎo)效應(yīng)實現(xiàn)信息的傳播，可以稱為UHF頻段通信方式。2.3無線通信技術(shù)在氣象自動站數(shù)據(jù)傳輸上的運用目前，我國各省市都以中心站形式組建了氣象網(wǎng)，每個地域的氣象自動站，將以無線通信方式，保持與省級中心站的數(shù)據(jù)傳輸。在一般情況下，通過GPRS方式，可以實現(xiàn)地方與中心服務(wù)器之間的信息傳輸。但一旦GPRS網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，就是導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸中斷。因此，氣象自動站中引入了GPRS/CDMA無線通信技術(shù)，以此提升數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。2.4無線通信技術(shù)在繪測工程中的運用由于GPS移動站的無線數(shù)據(jù)終端和主機都是可以通過網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)管服務(wù)器及其串口相連的，所以工作人員就可以通過觀測準(zhǔn)確的坐標(biāo)對基準(zhǔn)站進行定位。當(dāng)基準(zhǔn)站不斷地將其計算得出的矯正距離向服務(wù)器發(fā)送時，其系統(tǒng)管理軟件就可以通過網(wǎng)絡(luò)將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送到移動站無線數(shù)據(jù)端，進而傳遞到移動站的主機中，工作人員就能通過移動站主機的計算來實現(xiàn)精準(zhǔn)的定位。3無線通信技術(shù)未來的發(fā)展趨勢在無線通信技術(shù)中，陳舊的技術(shù)不斷地被新技術(shù)替代，形成了一種優(yōu)勝劣汰的競爭局面。這種發(fā)展態(tài)勢對于新技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用是非常好的。未來無線通信技術(shù)的發(fā)展將會呈現(xiàn)以下幾個趨勢。3.1無線通信技術(shù)互補性越來越明顯綜上分析可知，對于某一種技術(shù)而言，也許其在一些領(lǐng)域的優(yōu)勢是比較明顯的，但很難適合所有的領(lǐng)域。因此，無線通信技術(shù)不是一家獨大。所以，對于技術(shù)研發(fā)人員而言，充分認(rèn)識到各個技術(shù)的優(yōu)劣勢，通過技術(shù)之間取長補短，就能夠使無線通信技術(shù)得到提升，從而更好地滿足客戶的需求。3.2藍(lán)牙技術(shù)將成為通信業(yè)的亮點藍(lán)牙技術(shù)對于我們并不陌生，智能手機就具有藍(lán)牙耳機功能。目前，很多的生產(chǎn)廠家都在研制藍(lán)牙技術(shù)方面的產(chǎn)品。藍(lán)牙耳機可以使我們的雙手得到解放，打電話和接電話時，可以騰出雙手進行其他事情，這一點是以前無法實現(xiàn)的。另外，很多的硬件設(shè)備廠商能夠提供一些集成電路，這些也更好地促進了藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展。除此之外，很多軟件公司能夠研發(fā)藍(lán)牙技術(shù)相關(guān)的軟硬件，促進了無線通信業(yè)的快速發(fā)展。在不久的將來，藍(lán)牙技術(shù)的用戶量很有可能會激增。3.3無線通信技術(shù)的融合趨勢未來，無線通信技術(shù)融合的趨勢會更加明顯，包括以下三個方面：①無線技術(shù)與蜂窩技術(shù)的融合。這種融合技術(shù)是非常普遍的。藍(lán)牙技術(shù)打開了短距離無線通信的市場，它與蜂窩技術(shù)融合，能夠取長補短。②寬帶技術(shù)的出現(xiàn)使寬帶接入技術(shù)變得更加多種多樣。移動通信技術(shù)與無線寬帶接入技術(shù)之間的融合，終將成為未來的發(fā)展趨勢。這兩者之間不僅存在合作，也有一些競爭。③無線通信技術(shù)會與視頻多媒體技術(shù)進行融合。在無線通信技術(shù)得到發(fā)展之后，網(wǎng)頁下載的速度得到提升，人們?yōu)g覽文字和圖片、圖像更加便捷，這是一種全新的商業(yè)模式。3.4政府對無線通信技術(shù)的支持在我國，政府越來越重視無線通信技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。為了使人們的精神生活更加豐富，無線通信技術(shù)之間的競爭在加劇，同時，強強聯(lián)合的現(xiàn)象也是非常普遍的。政府已經(jīng)對這種發(fā)展趨勢進行了一些協(xié)調(diào)。主要是以下幾個方面的協(xié)調(diào)：①政府出臺了一些政策，大力支持無線通信技術(shù)。事實上，無線通信技術(shù)對于我們的生活水平和工作效率都能夠起到較好的提升作用。②政府制訂了一些標(biāo)志和規(guī)范來使無線通信市場發(fā)展。政府對不同技術(shù)之間的優(yōu)勢進行了協(xié)調(diào)，也出臺了一些標(biāo)志，可以成功引導(dǎo)無線通信技術(shù)朝健康的方向發(fā)展。此外，在無線通信市場激烈的競爭環(huán)境中，很多惡性競爭的情況隨時會出現(xiàn)，影響了無線通信市場的發(fā)展。4總結(jié)無線通信技術(shù)作為信息發(fā)展領(lǐng)域上快速發(fā)展的行業(yè)之一，應(yīng)該將國內(nèi)現(xiàn)有的技術(shù)作為基礎(chǔ)，多向國外無線通信技術(shù)發(fā)展較好的國家進行學(xué)習(xí)，不斷地加強新技術(shù)的研究，實現(xiàn)我國無線通信技術(shù)的突破。隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，通信技術(shù)上的要求也不斷地提高，人們對它的期望值也有所提升，與以往的通信技術(shù)相比較起來，無線通信技術(shù)的發(fā)展會越來越快，向著更加人性化，低成本，高覆蓋的目標(biāo)邁去。不僅如此，無線通信技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣，大到世界，小到每一個家庭都已經(jīng)離不開它，在21世紀(jì)，無線通信技術(shù)實現(xiàn)飛躍式的發(fā)展，在大家的一起努力下，無線通信技術(shù)將會把我國的社會經(jīng)濟帶動起來，提高我國綜合國力。參考文獻[1]王浩宇.無人機在無線通信領(lǐng)域的應(yīng)用[J].電信快報,2018(02):9-12.[2]張亦弛.無線通信技術(shù)在智能配電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].中國新通信,2018,20(01):